城市污水处理技术作为环境学科的一个分支,就我国目前的状况来看, 整体上已有了很大的进步,但还落后于我国城市发展的水平。近些年来, 虽然研究、开发了一些设备和工艺, 但总体上主要是借鉴和引进国外的一些先进工艺、经验和设备。

　　1 　一级处理工艺及其发展趋势

　　一级强化处理技术分为两类:一类侧重于物化机理, 一类侧重于微生物的絮凝吸附原理。目前国内外研究的一级处理工艺主要如下。

　　1 .1 　活化污泥法

　　活化污泥法是根据絮凝动力学和生物吸附理论提出“絮凝吸附—沉淀—活化”的城市污水强化一级处理工艺。该工艺对污染物去除的强化作用主要包括污泥的絮凝、吸附和生物代谢3 种, 以前两者的作用为主。

　　该工艺的特点是未经沉淀的生活污水原水与生物污泥同时进入混合反应器(絮凝吸附池), 两者在机械搅拌作用下充分混合, 经充分絮凝吸附反应后,大量污染物质被絮凝吸附进入污泥絮体, 出水进入沉淀池, 实现固液分离, 而沉淀池出水就是Zui终出水(见图1)。为了恢复沉淀池饱和污泥的生物絮凝吸附活性, 将沉淀污泥短时间曝气活化, 以部分降解吸附的有机物, 产生适量的微生物絮凝物质, 改善污泥的沉降性能, 同时保持污泥的好氧状态, 避免变黑、发臭。此过程在污泥活化池里进行, 能耗远低于二级生物氧化反应。该工艺是适用于环境状况亟待改

　　善而经济欠发达地区的一种新型实用技术。

图1　活化污泥法工艺流程

　　1 .2 　混凝沉淀强化法

　　混凝沉淀强化法目前主要应用于给水处理和部分工业废水处理。由于需要投加大量的混凝剂且污水水质常常急剧变化, 限制了其在城市污水处理领域中的应用, 一般仅应用于城市污水的深度处理中。近年来, 随着许多新型、高效、廉价的混凝剂的出现和自动化技术的广泛应用, 混凝法与污水生物处理法相比具有了较强的竞争力。

　　例如, 对北京市城市污水进行试验, 结果表明,两种传统混凝剂(FeCl3 和聚合硫酸铁)及一种国外引进的混凝剂(Biofloc), 经过混凝沉淀强化一级处理后, 污水中COD 的去除率可达50 %～ 80 %, 而处理成本仅为二级处理的1/5 ～ 1/3 , 既能有效地削减污染物总量, 又节约了治理资金, 在现阶段十分符合我国国情。此外, 经强化一级处理后的污水再进行二级处理时, 停留时间可以大大缩短, 减少能耗, 提高出水水质。

　　1 .3 　应用及其发展趋势

　　就我国目前的污水处理状况来说, 污水处理率一直较低, 而解决城市污水污染的根本措施是建设以生物处理为主体工艺的二级城市污水处理厂, 但这需要大量的投资和高额运行费用。对我国不少地区, 特别是经济欠发达地区和中小城市而言, 有必要应用投资低、污染物去除率较高的城市污水强化一级处理工艺。根据我国目前水处理的发展状况, 混凝沉淀强化一级处理工艺在我国应用较多。

　　目前一级处理工艺的发展主要集中在研究和应用高效、廉价的絮凝剂以及微生物絮凝剂, 同时研究无机絮凝剂与其他各类絮凝剂协同作用效果, 以及对一级处理工艺设备的优化选型等方面。

　　2 　二级处理工艺及其发展趋势

　　二级处理工艺流程的发展主要是在原有的传统处理工艺流程上进行某一个方面的强化处理, 使某一处理水的某一或某几个指标达到一定的标准。

　　2 .1 　序批式工艺

　　2 .1 .1 　传统的SBR 法

　　SBR 工艺即间歇活性污泥法, 它由一个或多个曝气反应池组成, 污水分批进入池中, 经活性污泥净化后, 上清液排出池外即完成一个运行周期。每个工作周期顺序完成进水、反应、沉淀、排放4 个工艺过程。

　　SBR 工艺的特点是具有一定的调节均化功能,可缓解进水水质、水量波动对系统带来的不稳定性。工艺处理简单, 处理构筑物少, 曝气反应池集曝气、沉淀、污泥回流于一体, 可省去初沉池、二沉池及污泥回流系统, 且污泥量少, 易于脱水, 控制一定的工艺条件可达到较好的除磷效果, 但也存在自动控制和连续在线分析仪器仪表要求高的缺点。

　　2 .1 .2 　CASS 工艺

　　CASS 工艺是一种连续进水式SBR 曝气系统, 不仅具有SBR 工艺简单可靠、运行方式灵活、自动化程度高的特点, 且除磷脱氮效果明显。这一功能主要实现于CASS 池通过隔墙将反应池分为功能不同的区域, 在各分格中溶解氧、污泥浓度和有机负荷不同, 各池中的生物也不相同。整个过程实现了连续进、出水。同时在传统的SBR 池前或池中设置了选择器及厌氧区, 提高了除磷脱氮效果(见图2)。

　　图2　CASS 工艺流程

　　CASS 工艺的特点是对污水预处理要求不高, 只设间隙15mm 的机械格栅和沉砂池。生物处理核心是CASS 反应池, 除磷、脱氮、降解有机物及悬浮物等功能均在该池内完成, 出水可达标排放。

2 .1 .3 　MSBR 法

　　MSBR工艺是20 世纪80 年代初期发展起来的污水处理工艺, 经过不断改进和发展, 目前Zui新的工艺是第三代工艺, 其工作原理如图3 所示。　　图3 　MSBR 工艺流程

　　MSBR 工艺的特点是系统从连续运行的单元(如厌氧池)进水, 从而加速了厌氧反应速率, 改善了系统承受水力冲击负荷和有机物冲击负荷的能力;同时, 由于MSBR 工艺增加了低水头、低能耗的回流设施, 极大地改善了系统中各个单元内MLSS 的均匀性。可见,MSBR 系统是由A2/O 系统与SBR 系统串联组成, 并集合了两者的全部优势, 因而出水水质稳定、高效, 并有极大的净化潜力。

　　2 .1 .4 　UNITANK 系统

　　SEGHERS 公司提出的UNITANK 系统是SBR 法的又一种变形和发展, 它集合了SBR 和传统活性污泥法的优点, 一体化设计, 不仅具有SBR 系统的主要特点, 还可以像传统活性污泥法那样在恒定水位下连续运行。

　　UNITANK 系统的特点是构筑物结构紧凑, 一体化。可根据好氧过程的DO 检测与缺氧和厌氧过程的ORP 在线检测, 通过改变供气量, 切换进出水阀门, 改变好氧、缺氧及厌氧的反应时间等, 高水平地实现系统的时间和空间控制, 高效地去除污水中的有机物及脱氮除磷, 且水力负荷稳定。交替改变进水点, 可以相应改善系统各段的污泥负荷, 进而改善污泥的沉降性能(见图4)。